Mejoramiento genético convencional del café aplicado a la ......Ensayo Sistemas Agro-forestales,...
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Mejoramiento genético convencional del café aplicado a la
productividad y calidad
Curso Caficultura, IHCAFE-PROMECAFE,
Honduras, Oct-Nov. 2018
Francisco Anzueto, Coordinador Investigación WCR-C.A.
FACTORES QUE INFLUENCIAN LA PRODUCTIVIDAD Y LA CALIDAD
LATITUD
ALTITUD~Temperatura
LLUVIA Y
DISTRIBUCIÓN
Foto: Illycaffe
Datos: Figueroa, P. 1997
Densidad del grano
“Densidad aparente” gramos / litro
Altitud Bourbón Caturra
> 1,463 m 732 728
1,220 – 1,463 m 714 721
< 1,220 m 708 718
• Uno de los principales factores de la calidad de
bebida es la densidad del grano.
• A mayor altitud, mayor densidad del grano.
CLIMA
Coffea arabica rumbo a las Américas…
Coffea arabica y África del Este, tan cerca y tan lejos…
Mientras que el café ya se había cultivado durante casi dos siglos en Asia y
las Américas…
el café aún no había entrado al África del Este... (excluyendo Etiopía)
África del Este:
Desarrollo varietal más tardío que en
Latinoamérica, pero con una mayor variabilidadgenética
DESARROLLO VARIETAL EN ARÁBICA
•Bourbon and
Typica in L.
AméricaBlue Mountain = Typica in Jamaica;
Kent and S288in India;
SL28 in Kenya
•Java in Cameroon;
•N39 in Tanzania;
•Geisha (East Africa)
Selecciónmasal en poblacio-
neshistóricas
(B. Bertrand)
DESARROLLO VARIETAL EN ARÁBICA
(B. Bertrand)
• Caturra
• Mundo Novo
• CatuaiSelecciónmasal en
poblacio-nes
históricas
“Revolu-ción verde"
Selección genealógica
Esquema CENICAFE / FNC – Vars. Colombia & Castillo
Caturra amarillo x HdT CIFC 1343
Grupos derivados del Híbrido de Timor (HdT)
Caturra x HdT
CIFC 832/1
Villa Sarchí x HdT
CIFC 832/2Caturra A. x HdT
CIFC 1343
Sarchimores• Parainema
• Cuscatleco
• Obatá
• Marsellesa
• Tupí
• IAPAR-59
• T-5296
Catimores• CR-95
• Lempira
• Oro Azteca
• Catisic
• T-5175
• IHCAFE-90
• ANACAFE-14
Colombia
Castillo R
Catuaí x HdTs
Cavimores
(Brasil)
• Catiguá
• Paraiso
• Pau-Brasil
• Otros
Caturra X Híbrido de Timor CIFC 832/1
Hib. HW-26
F1 Planta 13 Planta 5 CIFC
F2P.I.
361030Planta 3 CIFC
F3 T-5269 T-5175 T. Planta 58 Planta 45 UFV, Br.
F4 6-28 Masal Masal Ni.Gu.CR Planta 150 Planta 43 UFV, Br.
F… CatrenicGenealó-
gicaNi. Hon. T-8667
T-8659 al
T-8664T. Catie
IHCAFE-90 Hon.
T-8667 (1-1)
T-8667 (2-1)
T-8667 (1-2)
T-8667 (1-4)
T-8667 (3-2)
Pacamara x
T-5175 =
Anacafé14
Gu.Costa Rica95
Lempira
Oro Azteca
Catisic
CATIMORES
Villa Sarchí X Híbrido de Timor CIFC 832/2
Hib. CIFC H-361
F1 Planta 1 Planta 3 Planta 4 CIFC
F2 IAC 1668 IAC 1669 T-5296 IAC, T.
IAC 1668xMN IAC 1669-… Masal IAC, CAp
Acauá
Obatá(IAC 1669 x CTI)
IAC 1669-20
Tupi
IAC 1669-33
IAC 1669-13
IAPAR-59
IPR-98…
GenealógicoIAC,
IAPAR
T-18137, 18138,
18139, 18140, 18141
Parainema
CuscatlecoT, CAi
Marsellesa T5296xEtíopes CAp, CAi
H-1, …(Centroamericano)
CAi
SARCHIMORES
DESARROLLO VARIETAL EN ARÁBICA
(B. Bertrand)
•Costa Rica95
•Oro AztecaCastillo•IAPAR59
•Parainema
•Obata
•Tupi
•Marsellesa
•Icatu
Selecciónmasal en poblacio-nes histó-
ricas
“revoluciónverde"
Introgresionde genes de resistencia
(roya y otros)
Rol esencial del CIFC (Portugal)
Etiope Sarchimor
Híbridos F1:Incorporar vigor y calidad por hibridación
Core Collection
WCR-CIRAD análisis genético
Secuenciando SPNs de 947 accesiones, la
mayoría de la colección de CATIE.
• 100 accesiones seleccionadas que
pueden representar 90% de la diversidad
genética de la colección del CATIE.
• 3 parcelas Core Collection establecidas
en campo (Alsacia y CATIE, CR, Flor
Amarilla, ES, ahora en proceso de
colecta de datos.
• Opciones para seleccionar padres:
o escoger padres al azar
usar la distancia genética e ideotipos
para seleccionar los padres.
Mejoramiento Genético
Años 90´s los institutos CIRAD y ORSTOM de Francia proponen a
PROMECAFÉ un programa de mejoramiento orientado a ampliar la
base genética de los “Arábicas” cultivados:
• Progenitores:
Variedades “domesticadas”: Sarchimor, Catimor, Caturra.
“Arábicas silvestres” colectados en Etiopia en 1964 por FAO, y
1966 por ORSTOM-IFCC, y Rume Sudan también silvestre.
• Interés en aprovechar el vigor híbrido o heterosis al cruzar padres
genéticamente distantes.
• Posibilidad de combinar la resistencia completa de los derivados del
Híbrido de Timor y la resistencia de algunos “Arábicas” (parcial a roya y
CBD), y resistencia a especies de Meloidogyne.
• Expectativa de obtener materiales con excelentes características de
taza.
• Necesidad de contar con un método de multiplicación vegetativa (cultivo
de tejidos) para estas variedades híbridas, socio estratégico el CATIE.
Antecedentes Híbridos Promecafé
Híbridos F1:Búsqueda de vigor usando Arábicas silvestres
Híbridos F1
« Etiopes »
Micropropagación por
embriogénesis somática
Polinización
Selección de los mejores híbridos
Clonación de las mejores plantas
Cruces« Americanas »
Adaptadas a
sistemas
intensivos
Adaptadas a
sistemas agro-
forestales
(B. Bertrand, H. Etienne)
Casiopea
Milenio
Centroamericano
Centroamericano
Milenio
Casiopea
Ensayo CATIE, C.R., F1 atrás y Caturra adelante. Tratamiento BO +
Poró, establecido en 2000 (foto 2016)
Ensayo Sistemas Agro-forestales, manejo y variedades de
café, CATIE, C.R., Virgilio Filho y Astorga, 2015.
Alternativas para multiplicación de híbridos (F1)
CIV embriogénesis somática
y aclimatación
Reproducción vegetativa por
micro-estaca (micro-cutting)
Fotos de Sara Bogantes
Alternativas para multiplicación de híbridos (F1)
Entrega plantas del Híbrido Centroamericano a beneficiarios, agosto 2016.
Proyecto F. Starbucks-WCR-ANACAFE, Yepocapa, Guatemala.
Híbrido Centroamericano, 19 meses de campo. Proyecto F. Starbucks-
WCR-ANACAFE, Yepocapa, Guatemala.
Caturra
Two F1
Toniutti et al, 2017
VIGOR HÍBRIDO Y RESPUESTA A LA ROYA
Males Females
T-4550
X
Obatá
T-4602 Iapar 59
T-4679 Marsellesa
T-4863
T-4873
T-4877
T-16691
T-16728
Geisha LL
Geisha Her
Males Females
T-4550
X
Geisha LL
T-4602 Geisha Her
T-4679
T-4863
T-4873
T-4877
T-16691
T-16728
Nuevos híbridos F1 (46)
• JHill-WCR, El Salvador (Sept. 2016)
• Aquiares, Costa Rica (abril 2017)
• Alsacia, Costa Rica (mayo 2017)
Mejoramiento Genético
DESARROLLO VARIETAL EN ARÁBICA
(B. Bertrand)
• Ruiru 11
• N39-3, KP423-1 (Tanz.)
• H1, híbridosPromecafe…
• ECOM
• NESTLÉ
• WCR
Poblacioneshistóricas
“revoluciónverde"
Introgresion
F1 o híbridos
complejosusando
«silvestres»
Ensayo Multilocal de Variedades (EMLV)El primer intercambio de semillas mundial de café que nos
permitirá identificar las variedades existentes de mayor calidad
y ver donde dan mejor rendimiento.
19PAÍSES: 81% café Arábica35
VARIEDADES 50,000 PLANTAS
AgristartsFlorida USA
Ensayo Multilocal de Variedades35 variedades
Brasil Paraiso
Brasil Catigua MG2
Brasil IPR103
Brasil Catuai V IAC144
Brasil IPR107
Colombia Col1
Colombia Col2
Colombia Col3
Colombia Col4
Colombia Col5
Ecom Cirad EC16
Ecom Cirad EC15
Ecom Cirad Marsellesa
El Salvador Pacamara
Honduras Lempira
Honduras Parainema
India S4808
Indonesia Kartila 1
Indonesia Andungsari
Kenya Ruiru 11
Mexico Oro Azteca
Promecafe Centroamericano (F1)
Brasil Mundo Novo 379/19
India S.795
India Sln.6
India Sln.5B
Indonesia BP432A
Indonesia BP429 A
Indonesia USDA762
Indonesia AB3
Indonesia BLP10
Kenya Batian
Kenya SL28
Kenya K7
Panama Geisha
22 Porte Bajo 13 Porte Alto
Ensayo Multilocal de Variedades
54%20%
26% Introgresadas
Híbridos
Arábica puro
DAPC on cultivated (except for Geisha)
Pruvot-Woehl et al, 2018. Wide C. arabica genetic study brings new
insights on movements and breeding history of the species. 27th ASIC Conference 2018, Portland
Variety authentication: Geisha
36
Pruvot-Woehl et al, 2018. Wide C. arabica genetic study brings new
insights on movements and breeding history of the species. 27th ASIC Conference 2018, Portland
“Geisha” supposed variety
37
[NOMBRE DE
CATEGORÍA]
= T.2722 [PORCEN…
Geisha related
46%
[NOMBRE DE
CATEGORÍA]s
[PORCENTAJE]
Case by case analysis• Geisha cluster / Same mother
population• Recombination with other groups
Pruvot-Woehl et al, 2018. Wide C. arabica genetic study brings new
insights on movements and breeding history of the species. 27th ASIC Conference 2018, Portland
Mejoramiento genético de la calidad de taza
• ¿Qué es la calidad?, algo por lo cual el mercado
está dispuesto a pagar una prima.
• La industria, mejor posicionada para evaluar
calidad.
• Luego, descifrar y descubrir objetivos de calidad
simples para el mejoramiento.(conceptos de Montagnon, et. al, 2018)
The Result of VOC Analysis Green (1) Discriminant VOC along with Quality clusters:• Isovaleric acid (p=0.019) • Limonene (p=0.024)• Methyl-3-methylbutanoate (p=0.028)
-400000
-200000
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
Com Spe Top
Limonene
-2000000
0
2000000
4000000
6000000
8000000
10000000
12000000
14000000
16000000
18000000
Com Spe Top
Isovaleric Acid
-1000000
-500000
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
3000000
Com Spe Top
methyl-3-methylbutanoate
Literature Complex mixture of Cheesy, acidic pungent and fruity notes.Sometimes even associated to stinky notes
Citrus / Flowery / Fruity notes Fruity (Apple, Pineapple)
- Com = Commercial
- Spe = Specialty
- Top = Top Specialty
Montagnon, et al.
2018, conclusiones
parciales, traducción libre.
El limoneno parece muy buen candidato para el mejoramiento de la calidad
general de la taza:
• relacionado con el café Top Specialty en general del café oro
• es uno de los pocos compuestos relacionados con el atributo de sabor individual
(cereza) en este estudio
• Se descubrió que este monoterpeno está relacionado con la calidad general.
Del Terra et al, 2013 (Illycafe); Mathieu et al, 1996 y 1998; Montagnon, datos inéditos.
Camino a seguir:
• Tamizado de la Core Colletion de WCR y de variedades candidatas para el
contenido de Limoneno.
• Explorar más a fondo el gen de limoneno sintetasa CofarTPS1 identificado por Del
Terra et al, a saber, utilizando el genoma Arabica recién liberado (grupo dirigido
por Illycaffé y Lavazza)
• Explorar la metodología de mejoramiento molecular del contenido de limoneno.
Taza de la Excelencia algunos resultados
Taza Excelencia Nicaragua 2018. Primeros 9 lugares
CONSIDERACIONES FINALES
• En Latinoamérica, las variedades pioneras Típica y Borbón en
interacción con el clima, predefinieron los primeros tipos y
calidades, identificadas y reconocidas por el mercado.
• La revolución verde del café ocurrió con variedades derivadas
de las pioneras, por mutación, polinización cruzada o
hibridación. En Centroamérica se privilegió el porte bajo y una
mayor productividad, la calidad no fue afectada de manera
significativa aunque hubo debate al respecto.
• En la selección de las primeras variedades resistentes a la roya
(en Centroamérica), la calidad de taza no fue un criterio
considerado de manera estricta, estas variedades en general
presentan taza estándar en zonas bajas y medias, y expresión
sensorial limitada en zonas altas.
CONSIDERACIONES FINALES• Variedades Híbridos F1, productivas, vigor genético, con
excelente calidad de taza. Segunda ola de variedades
resistentes derivadas del grupo Sarchimor y Cavimor, buenos
perfiles de taza en líneas de estos grupos, con vigor y
productividad.
• Además de las variedades tradicionales
Borbón, Caturra, Pacas, Pacamara, etc., se agregan otras
variedades como Geisha, SL-28, SL-34 que como grupo, ofertan
café de especialidad. Estas variedades deben cultivarse en
áreas óptimas, con manejo integrado de la roya y buenas
prácticas agrícolas.
• Recientes investigaciones empiezan a explicar la genética
detrás de la calidad sensorial, este conocimiento debe
integrarse en los nuevos programas de mejoramiento genético.
• Huella genética, herramienta importante para que los
mejoradores señalen su variedad de referencia (semilla básica).
¡MUCHAS
GRACIAS¡